De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

KATHOLIEKE UNIVERSITEIT 1-11-106–07H01L1 Digitale Elektronica en Processoren Luc Van Eycken

Verwante presentaties


Presentatie over: "KATHOLIEKE UNIVERSITEIT 1-11-106–07H01L1 Digitale Elektronica en Processoren Luc Van Eycken"— Transcript van de presentatie:

1 KATHOLIEKE UNIVERSITEIT –07H01L1 Digitale Elektronica en Processoren Luc Van Eycken

2 Inleiding KATHOLIEKE UNIVERSITEIT –07H01L1 Waar hebben we hardware nodig?  Uiteenlopende toepassingen  Krachtige computersystemen  Multimedia, spelen  Draagbare telecommunicatie  Intelligente kledij  Huishoudapparatuur ……  Afhankelijk van de toepassing kan het volgende belangrijk zijn:  Hoge verwerkingskracht (voor ingewikkelde algoritmen)  Zeer laag vermogenverbruik  Zeer compacte implementatie  Goedkoop (voor massaproducten)  Doelstellingen Praktische informatie

3 Inleiding KATHOLIEKE UNIVERSITEIT –07H01L1 Wat zullen we hiervoor nodig hebben? “System on Chip” =combinatie (op een chip) van één of meerdere  programmeerbare processoren  zeer flexibel  goedkoop qua ontwerp  niet-programmeerbare processoren  hoge verwerkingskracht  compacte implementatie  goedkoop qua componenten & vermogen  kan (beperkt) reconfigureerbaar zijn in sommige implementaties  controle-eenheden om alles aan te sturen  Doelstellingen Praktische informatie

4 Inleiding KATHOLIEKE UNIVERSITEIT –07H01L1 Voorbeeld: de Cell-processor  Doelstellingen Praktische informatie

5 Inleiding KATHOLIEKE UNIVERSITEIT –07H01L1 Hoe ontwerpen we dit? Gedragsniveau (algoritmen) Software Hardware Analoog Transistorniveau Fysisch niveau Hardware Digitaal Processoren Basiscomponenten Poorten in deze cursus  Doelstellingen Praktische informatie

6 Inleiding KATHOLIEKE UNIVERSITEIT –07H01L1 Wat leren we in deze cursus?  Inzicht verwerven in het ontwerp van digitale elektronische systemen op poort- en RTL-niveau  Alle bouwblokken (inclusief processoren) leren kennen die nodig zijn om complexe digitale schakelingen te bouwen  De basisconcepten van programmeertalen voor de beschrijving en ontwerp van digitale hardware (zoals VHDL) leren kennen  Ervaring opdoen met moderne ontwerp- omgevingen (voor FPGA)  Doelstellingen Praktische informatie

7 Inleiding KATHOLIEKE UNIVERSITEIT –07H01L1 Inhoudstafel 1.Inleiding 2.De basis van digitaal ontwerp 3.Combinatorische schakelingen: geheugenloze schakelingen 4.Sequentiële schakelingen: schakelingen met geheugen 5.Niet-programmeerbare processoren 6.Programmeerbare processoren 7.Hardware-beschrijvingstalen (VHDL)  Doelstellingen Praktische informatie

8 Inleiding KATHOLIEKE UNIVERSITEIT –07H01L1 Inleiding  Doelstellingen van de cursus  Praktische informatie  Cursustekst  Oefeningen & labo’s  Examen Doelstellingen  Praktische informatie

9 Inleiding KATHOLIEKE UNIVERSITEIT –07H01L1 Cursusmateriaal  Verplicht materiaal  transparanten (ook beschikbaar via Toledo)  Zeer sterk aangeraden materiaal  Principles of Digital Design, Daniel D. Gajski, Prentice Hall, 1997, ISBN  Topics uit andere boeken:  Digital Design: principles & practices, John F. Wakerly, Prentice Hall, 2000, ISBN  asynchrone sequentiële schakelingen; VHDL  Digital System Design with VHDL, Mark Zwolinski, Prentice Hall, 2000, ISBN  metastabiliteit; CPLD; FPGA; VHDL  Andere referentiewerken:  The Designer’s Guide to VHDL, Peter J. Ashenden, Morgan Kaufmann, 2002, ISBN Doelstellingen  Praktische informatie

10 Inleiding KATHOLIEKE UNIVERSITEIT –07H01L1 Oefeningen & labo’s  Traditionele oefeningen over  ontwerp combinatorische schakelingen  ontwerp synchrone sequentiële schakelingen  ontwerp niet-programmeerbare processoren  begrijpen VHDL-beschrijvingen van hardware  Volledig hardware-ontwerp gebruik makend van Xilinx FPGA-hardware en ontwikkelomgeving  Vertaling van een probleem in schema’s  Simulatie van het ontwerp  Uitvoering op de FPGA-hardware Doelstellingen  Praktische informatie

11 Inleiding KATHOLIEKE UNIVERSITEIT –07H01L1 Examen  Mondeling gesloten boek met schriftelijke voorbereiding  Drie soorten vragen: 1)Vertaling van een algoritme naar een hardware blokschema 2)Ontwerp van een FSM 3)Theorievragen  Voorbeelden van vragen zijn te vinden verderop en op Toledo  Aan het einde van het semester is een extra les als vragenuurtje voorzien Doelstellingen  Praktische informatie

12 Inleiding KATHOLIEKE UNIVERSITEIT –07H01L1 Vertaling van een algoritme naar een hardware blokschema Ontwerp een FSMD die volgende functie uitvoert: entity fsmd is port(i: in integer range 0 to 255; clk, start: in bit; o: out integer range 0 to 4095); end entity fsmd; architecture behav of fsmd is begin process is variable a,b,c: integer; begin wait until clk = '1'; if start = '0' then o <= 0; else a := i; wait until clk = '1'; b := i; wait until clk = '1'; c := i; wait until clk = '1'; while abs(b-c) <= abs(a-b) loop o <= 5 * abs(a-b); c := i; wait until clk = '1'; end loop; o <= 3 * c + 1; end if; end process; end architecture behav; Ontwerp het datapad tot op RTL componenten en de controller tot op FSM-niveau. Doe ‘left edge register merging’ op je ontwerp. Doelstellingen  Praktische informatie

13 Inleiding KATHOLIEKE UNIVERSITEIT –07H01L1 Ontwerp van een FSM Maak de goedkoopst mogelijke IC-realisatie van volgende FSM met JK-flip-flops en NAND-poorten: S0S0/10S0/00S7/00S2/01 S1S0/11S4/11 S5/11 S2S1/01S2/00S2/10S7/10 S3S0/10S3/00S1/00S2/01 S4S5/00S5/11S2/01S7/10 S5S5/00S4/11S6/01S1/10 S6S7/01S2/00S2/10S7/10 S7S0/11S4/11S5/11S4/11 Doelstellingen  Praktische informatie

14 Inleiding KATHOLIEKE UNIVERSITEIT –07H01L1 Enkele theorievragen  Beschrijf het IEEE-formaat voor getallen met “enkelvoudige precisie vlottende komma voorstelling”. Geef ook aan welke getallen hiermee kunnen voorgesteld worden.  Geef de realisatie en bespreek de werking van een “prioriteitsencoder”.  Wat zijn de verschillende stappen in het ontwerp van een CISC-computer?  Wat zijn de belangrijkste voordelen van het gebruik van VHDL? Doelstellingen  Praktische informatie


Download ppt "KATHOLIEKE UNIVERSITEIT 1-11-106–07H01L1 Digitale Elektronica en Processoren Luc Van Eycken"

Verwante presentaties


Ads door Google